Набор лабораторных сит, устройство для просеивания (вибропривод), лабораторные весы с разновесами, стаканчики для взвешивания, ступка с пестиком, глянцевая бумага, мягкая волосяная кисточка.
Описание аппаратуры
Устройство для просеивания. Данное устройствопредназначено для сообщения колебаний установленным на нем ситам.
Набор лабораторных сит. Лабораторные сита используются для просеивания зернистых пород. В лабораторной работе используются сита, имеющие следующие размеры ячейки: 1; 0,7; 0,63; 0,5; 0,315; 0,25; 0,2; 0,14; 0,125; 0,1; 0,05.
Выполнение работы
1. Подготовленный образец размельчают на составляющие его частицы в ступке с помощью пестика.
2. Количество сит при просеивании на виброприводе обычно ограниченно в количестве 5 шт. Необходимо собрать комплект из пяти сит, так чтобы вверху было сито с наиболее крупными, а снизу с наименьшими размерами ячеек. Также данная конструкция должна быть закрыта сверху крышкой, а снизу иметь поддон, в котором соберутся зерна прошедшие через нижнее сито с наименьшими отверстиями в данном комплекте.
3. Высыпают размельченные образец весом 50 г на верхнее сито. Предварительно взвешивается стаканчик для взвешивания навески. Комплект сит закрепляется на плите электропривода.
4. Включить вибропривод на 15 мин.
5. После остановки работы вибропривода содержимое каждого сита и поддона высыпают на отдельную глянцевую бумагу, а каждое сито обметают над соответствующей ему бумаге от приставших частиц мягкой волосяной кисточкой.
6. Содержимое каждого сита взвешивают, высыпая просевы с бумаги в стаканчики для взвешивания.
7. Результаты взвешивания заносятся в журнал (таблица 1.3) во вторую строку.
8. Затем собирается следующий комплект из пяти сит, на котором просеивается содержимое поддона.
9. Сумма потерь веса исследуемой навески при анализе не должна превышать 1%. В противном случае требуется повторное рассеивание новой навески.
10. Результаты анализа оформляются в виде таблицы 1.3 и рисунков 1.1 и 1.2. Для заполнения таблицы 1.3 используются формулы 1.3 и 1.4.
11. В третье строке таблицы 1.3 заполняется массовая доля в процентах, значение которой, рассчитывается по формуле:
(1.3)
где mn – вес содержимого n - го сита, грамм; mобр – вес всего образца подвергающегося анализу, грамм.
Таблица 1.3 – Результаты взвешивания типичного образца
| 0-0,05 | 0,05- 0,1 | 0,1- 0,125 | 0,125- 0,14 | 0,14- 0,2 | 0,2- 0,25 | 0,25- 0,315 | 0,315- 0,5 | 0,5 – 0,63 | 0,63 – 0,7 | 0,7 - 1 | Более 1 | |
| Масса, грамм | 2,7 | 3,4 | 14,9 | 12,7 | 4,6 | 3,3 | 2,6 | 2,2 | 1,7 | 1,4 | 0,3 | 0,2 |
| M, % | 5,4 | 6,8 | 29,8 | 25,4 | 9,2 | 6,6 | 5,2 | 4,4 | 3,4 | 2,8 | 0,6 | 0,4 |
| Mc | 5,4 | 12,2 | 42,0 | 67,4 | 76,6 | 83,2 | 88,4 | 92,8 | 96,2 | 99,6 |
12. Значение массовой процентной доли рассчитанной по формуле 1.3 также изображают в виде графиков или гистограмм (рис.1.1).
13. Суммарная процентная доля n – го сита рассчитывается по формуле:
Мc=М1+М2+…+Мn (1.4)
где М1, M2, …Mn – массовая доля, %.
14. Результаты расчета суммарной процентной доли записываются в таблицу 1.3 (четвертая строка) и строится кривая суммарного гранулометрического состава зерен породы (рис. 1.2).
Степень неоднородности песка характеризуется отношением d60/d10, где d60 – диаметр частиц, при котором сумма масс фракций с диаметрами, начиная от нуля и кончая данным диаметром, составляет 60 % от массы фракций, а d10 – аналогичная величина для точки кривой суммарного механического состава. Для расчета степени неоднородности используем следующую формулу:
С=d60/d10. (1.5)
По степени неоднородности пески подразделяют на однородные (С ≤ 3), умеренно-однородные (3 < С ≤ 5), неоднородные (5 < С ≤10) и крайне-неоднородные (С> 10).
Рисунок 1.1 – Гистограмма распределения зерен породы по размерам
На рисунке 1.2 построена кривая суммарного гранулометрического состава зерен породы, а также проведены красные линии, определяющие значение диаметров d60 и d10, которые в свою очередь равны 0,13 и 0,09 соответственно. В этом случае коэффициент неоднородности песка равен 1,4, что значит, данный образец классифицируется как однородный.
Рисунок 1.2 – Кривая суммарного гранулометрического состава зерен породы
Упражнение 1.2. Рассчитать массовую долю, суммарную процентную долю, заполнить таблицу и построить гистограмму распределения зерен породы по размерам. На отдельном рисунке построить кривую суммарного гранулометрического состава зерен породы и рассчитать коэффициент неоднородности. Определить по степени неоднородности исследуемый образец относится к однородным, умеренно-однородным, неоднородным или крайне-неоднородным.
Таблица 1.4 – Исходные данные к упражнению 1.2
| Вариант | 0-0,05 | 0,05- 0,1 | 0,1- 0,15 | 0,15- 0,2 | 0,2- 0,25 | 0,25- 0,3 | 0,3- 0,35 | 0,35- 0,4 | Более 0,4 |
| 2,9 | 4,4 | 13,2 | 15,8 | 4,4 | 2,9 | 1,7 | 3,7 | ||
| 2,7 | 4,7 | 13,4 | 15,5 | 4,7 | 2,7 | 1,3 | 1,2 | 3,8 | |
| 2,8 | 4,9 | 13,2 | 15,4 | 4,4 | 2,9 | 1,7 | 3,7 | ||
| 2,9 | 5,1 | 15,3 | 4,3 | 2,9 | 1,8 | 3,7 | |||
| 5,3 | 12,8 | 15,2 | 4,2 | 2,9 | 1,9 | 3,7 | |||
| 3,1 | 5,5 | 12,6 | 15,1 | 4,1 | 2,9 | 3,7 | |||
| 3,2 | 5,7 | 12,4 | 2,9 | 2,1 | 3,7 | ||||
| 3,3 | 5,9 | 12,2 | 14,9 | 3,9 | 2,9 | 2,2 | 3,7 | ||
| 3,4 | 6,1 | 14,8 | 3,8 | 2,9 | 2,3 | 3,7 | |||
| 3,5 | 6,3 | 11,8 | 14,7 | 3,7 | 2,9 | 2,4 | 3,7 |
Контрольные вопросы:
1) Что такое гранулометрический состав горных пород и что он позволяет определять?
2) В каком диапазоне колеблются размеры частиц слагающих нефтесодержащие породы большинстве случаев?
3) До какого нижнего значения размера зерен позволяет определять ситовый анализ?
Плотность горных пород
Плотностью – называется отношение массы вещества к занимаемому объему. В данном разделе представлены две лабораторные работы по определению объемной плотности и минералогической плотности породы. Отличие этих плотностей заключается в том, что объемная плотность определяется на образце включающий как скелет породы, так и поровое пространство, а минералогическая плотность – это плотность только самих частиц слагающих породу. Для определения этих плотностей берется проэкстрагированный и высушенный при температуре 105 ºС образец породы и делится на две части. Одна часть весом около 10 грамм используется для определения объемной плотности породы, а другая массой около 5 грамм – для определения минералогической плотности породы. По результатам этих лабораторных работ можно также определить коэффициент общей пористости (см. раздел 4).
Лабораторная работа № 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМНОЙ ПЛОТНОСТИ ПОРОДЫ
Объемная плотность горных пород rоб - это отношение массы породы при естественной влажности к ее объему. Она зависит от вещественного состава, влажности и пористости породы.